Главная / Олимпиады / Олимпиада по химии 10 класс. Вариант 4
Мне нравится

Олимпиада по химии 10 класс. Вариант 4

1445
ГДЗ химия 1-11 класс

1. Смесь аммиака с водородом, объемом 0, 56 л (н.у.), пропущена при нагревании над 3,2 г оксида меди (II). Образовавшаяся в трубке смесь обработана 7,7 мл соляной кислоты (массовая доля кислоты 13,7%, плотность раствора 1,04 г/мл). Оставшаяся в растворе кислота, может прореагировать с 16 мл раствора гидрокарбоната калия с концентрацией 0,625 моль/л. Вычислите массовые доли газов в смеси и объем газа (при н.у.), выделяющийся при реакции с избытком кислоты. (8 баллов)

2. Для газообразного вещества Х с резким запахом известны следующие превращения:

Х + Na ? A + ...

A + H2O ? X + …

X + HCl ? B

B = X + … ( при нагревании)

X + O2 ? C + H2O

X + O2 ? D + H2O (реакция в присутствии катализатора)

D + O2 ? E

E + O2 + H2O ? F

F + P2O5 ? G + …

X + F ? H

Н = I + H2O (при нагревании)

Назовите соединения A –I, X. Напишите уравнения всех реакций.

В ряду соединений J–D–E–G не хватает еще одного соединения J. Назовите его и напишите реакцию получения с использованием только веществ, указанных в задаче. (7 баллов)

3. При смешивании водных растворов двух веществ, взятых в эквивалентных количествах, выпало 1, 25 г осадка, представляющего собой соль металла (М). Осадок отделили фильтрованием и нагрели до 11000С. в результате образовалось 0,7 г твердого оксида МО и газообразный оксид. При выпаривании фильтрата после отделения осадка получилось 2 г сухого остатка, который при термическом разложении при 2150с дает газообразный оксид и 0,9 г водяных паров. общий объем парогазовой смеси составил 1,68 л ( в пересчете на нормальные условия). определите исходные вещества и напишите все уравнения протекающих реакций. (12 баллов)

4. Углеводород А, массой 0,19 г, простейшая формула которого C3H2, реагирует с 0,115 г металлического натрия. При гидрировании его в присутствии тонкоизмельченного никеля образуется углеводород В, имеющий простейшую формулу C3H7. Установите структурные формулы веществ А и В. Существуют ли данные соединения в виде пространственных изомеров, если существуют, приведите их формулы. (8 баллов)

5. При пропускании эквивалентного количества фосфина через подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия образовался 5%-ный раствор фосфорной кислоты. Напишите уравнение химической реакции. Вычислите массовые доли остальных продуктов реакции. (5 баллов)

 

Решения задач химической олимпиады для 10 класса

1. При пропускании смеси аммиака и водорода над CuO происходят реакции восстановления оксида меди:

3CuO +2NH3 =3Cu + N2 +3 H2O (1)

CuO + H2 = Cu + H2O (2)

В результате этих реакций в трубке образуется смесь Cu и CuO. То, что CuO не прореагировал до конца, следует из реакции смеси с HCl (чистая медь не растворяется в соляной кислоте):

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (3)

Избыток HCl нейтрализуется гидрокарбонатом калия:

KHCO3 + HCl = KCl +CO2 + H2O (4)

Найдем количество веществ: ? (HCl) = V · ? · ? / М = 7,7 · 1,04 · 0,137 /36,5 =0,03 моль; ? (KHCO3) = c · V = 0,625 ·0,016 = 0,01 моль.

В реакцию (4) вступило 0,1 моль HCl, следовательно, на растворение CuO по реакции (3) израсходовано 0,03 – 0,01 = 0,02 моль HCl. Таким образом, после реакции восстановления в трубке осталось 0,01 моль CuO; до реакции количество CuO составляло 3,2/80 = 0,04 моль; в реакции (1) и (2) вступило 0,03 моль CuO.

Пусть в смеси было x молей NH3 и y молей H2. эти количества газов могут восстановить по реакциям (1) и (2) 3/2 · x + y =0,03 (5)

Объем смеси газов равен 0,56 л (н.у.), следовательно

x + y = 0,56/22,4 = 0,025 (6)

Решая систему уравнений (5) и (6), находим:

x = 0,01 = ? (NH3); m (NH3) = 0,01· 17 = 0,07 г;

y = 0,015 = ? (H2); m (H2) = 0,015·2 =0,03 г.

Общая масса смеси равна m = m (NH3) + m (H2) = 0,17+ 0,03= 0,2 г. Массовые доли газов равны: ? (NH3) = 0,17/0,2·100%= 85%; ? (H2) = 0,03/0,2·100%= 15%.

По реакции (4), ? (CO2) = ? (KHCO3)= 0,01 моль.

V (CO2) = 0,01 · 22,4 = 0,224 л.

Ответ: ? (NH3) = 85%; ? (H2) = 15%; V (CO2) = 0,224 л.

Оценка задачи : 8 баллов

· Составлены уравнения реакции – 2 балл

· Найден процентный состав смеси и объем водорода – 6 баллов

2. X — аммиак.

A — амид натрия NaNH2,

В — хлорид аммония NH4Cl,

С — азот N2,

D — оксид азота(II) NO,

Е — оксид азота(IV) NO2 или N2O4,

F — азотная кислота HNO3,

G — оксид азота(V) N2O5,

H — нитрат аммония NH4NO3,

I — оксид азота(I) N2O.

2NH3 + 2Na ? 2NaNH2 + H2

NaNH2 + H2O ? NH3 + NaOH

NH3 + HCl ? NH4Cl

NH4Cl = NH3 + HCl (при нагревании)

4NH3 + 3O2 ? 2N2 + 6H2O

4NH3 + 5O2 ? 4NO + 6H2O (в присутствии катализатора)

2NO + O2 ? 2NO2

4NO2 + O2 + 2H2O ? 4HNO3

2HNO3 + P2O5 ? N2O5 + 2H3PO3 или 6HNO3 + P2O5 ? 3N2O5 + 2H3PO4

NH3 + HNO3 ? NH4NO3

NH4NO3 ? N2O + 2H2O (при нагревании)

В ряду оксидов не хватает оксида азота(III) N2O3, который образуется при охлаждении эквимолярной смеси оксидов азота (II) и (IV):

NO + NO2 ? N2O3

Оценка задачи: 7 баллов

· указаны все неизвестные вещества – 3 балла

· составлены все уравнения химических реакций – 3,5 балла

· определен недостающий оксид азота – 0,5 балла

3. ? (H2О) =0, 9/18 моль

V (H2) = 1,12 л

? (газовой смеси) = 1,68/22,4 = 0,075 моль

? (газа) = 0,075- 0,05 = 0,025 моль

Мср =2/0,075 = 26,67 г/моль

V(газа) = 1,68 – 1, 12 = 0, 56 л

Мср = Мгаза · V(газа) + М (H2O) · V(H2O) / V(газа) + V(H2O)

26,67 = Мгаза · 0, 56 + 18 · 1,12 / 0,56 + 1,12

M(газа) = 44 г/моль

Таким газом в данном случае может быть только N2O. Следовательно, соль – NH4NO3.

Разложение соли NH4NO3 происходит в соответствии с уравнением:

NH4NO3 = N2O + 2 H2O (1)

поэтому ? (NH4NO3 ) = ? (N2O) = 0,025 моль

? (М) = ? (МО) = ? (M(NO3)2 = 0,5 ? (NH4NO3) = 0,0125 моль

M (MO) =0,7/0,0125 = 56 г/моль

М (М) = 56 – 16 = 40 г/моль

металл – кальций

0,7 г CаO - соответствует 0,55 г газообразного оксида

56 г CаO - соответствует x г газообразного оксида

x = 56 · 0,55/0,7 = 44 следовательно, газообразный оксид CO2.

Соль: CaCO3.

Разлагается в соответствии с уравнением: CaCO3 = CaO + CO2

При сливании растворов протекает реакция:

(NH4)2CO3 + Ca(NO3)2 = CaCO3? + 2NH4NO3 (2)

Ответ: исходные соли - (NH4)2CO3 и Ca(NO3)2.

Оценка задачи : 12 баллов

· запись уравнений (1) и (2) по 2 балла

· за доказательное определение исходных веществ 8 баллов

4. Соединение с брутто-формулой C3H2 не существует, но C6H4 – реально существующее соединение, возможно, непредельное. Молярная масса C6H4 равна 76 г/моль. Взаимодействие с натрием указывает на наличие в молекуле как минимум одной тройной связи. По условию задачи исходное соединение А в количестве 0,19 г (М = 76 г/моль, ? = 2,5 · 10-3 моль) реагирует с 0,015 г (М = 23 г/моль, ? = 5 · 10-3 моль) натрия. Это означает, что тройных связей две и они концевые. С учетом выявленного, структурная формула соединения А выглядит так:

HC ? C – CH = CH – C ? CH

Данное соединение может существовать в виде двух изомеров (цис и транс). Также возможно существование еще одной структуры:

HC ? C – C – C ? CH

?

СH2

Проверяем правильность решения задачи по соединению В. Его простейшая формула С3H7, но это после гидрирования соединения А. Полностью гидрированным может быть алкан, но с брутто-формулой C6H14. Возможно существование двух изомеров (исходя из возможных структур А):

H3C – C H2 – CH – C H2 – СH3 H3C – C H2 – C H2 – C H2 – C H2 – СH3

?

СH3

Оценка задачи : 8 баллов

· количественное обоснование структурной формулы – 5 баллов

· написание структурных формул изомеров – 3 балла

5. Уравнение реакции:

0,051 моль Х моль Y моль

5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O

5моль 8моль 5моль 8моль 4моль

В 100г 5%-ного р-ра содержится 5г H3PO4.

?(H3PO4) = 5\98 = 0,051 моль

?(MnSO4) = X = 0,0816 моль, M(MnSO4) = ?(MnSO4) = 0,0816 · 151 = 12,3%

?(K2SO4) = Y = 0,0408 моль, M(K2SO4) = ?(K2SO4) = 0,0408 · 174 = 7,1%

Ответ: ?(MnSO4) = 12,3% ; ?(K2SO4) =7,1%

Оценка задачи: 5 балла

· Уравнение реакции – 2 балла

· Нахождение массовой доли продуктов реакции в растворе - 3 балла

Сохранить